Железо является четвертым по распространению элементом в земной коре (с содержанием примерно – 5%) и десятым по распространению элементом на земле. Железо – основной металл черного или серого цвета с атомарным номером 26, атомной (молярной) массой 55,84 (~56), плотностью 7,3–7,8 г/см3, твердостью 4 по шкале Мооса, с металлическим блеском с оттенком серого. Температура кипения 2750 °C, температура плавления 1536 °C. Железо занимает четвертое место по распространенности в земной коре и самым распространенным тяжелым металлом, поэтому железо встречается почти во всех минералах.
Соединения железа встречаются на начальной стадии кристаллизации расплавов (растворов), а также на основной стадии их кристаллизации в щелочных породах в форме железистых и магниевых силикатов, оксидов, побочных сульфидов и в большинстве основных минералов. И, наконец, формируются из геотермальных источников в виде карбонатов, оксидов и сульфидов в качестве основного или жильного минерала в различные жилы полезных ископаемых.
Также, большое значение имеет концентрация железа в измененных замещенных (метасоматических) или осадочных породах (осадки, оставшиеся вместо химических и органических останков и осадков). В последнем случае железо содержится в виде сидерита, лимонита и пирита. Некоторые из этих брекчий формируются под влиянием близкого метаморфизма или зональных изменений. Почти три четверти мирового производства железа и 6/7 его мировых запасов содержится в виде осадочных и разрушенных пород. Железо вымывается водой в результате разрушения этих пород или их первоначальных брекчий и попадает в растворы распада.
Железо – металл, получаемый из железной руды, и редко встречающийся в чистом виде (свободной форме). Этот элемент в основном извлекается из гематита Fe2O3. Для получения железа, примеси должны быть удалены в результате процесса химического восстановления. Железо выделяется в результате процесса восстановления углеродом, как более активным элементом. Этот процесс производится в доменных печах при температуре примерно 2000 °C.
В природе встречается более 300 минералов содержащих железо. Самые известные из них – магнетит, гематит, мартит, гётит, лимонит, сидерит и шамозит. Обычно, скопления железа образуются в результате магматических процессов или скарнов базальтовой магмы и ее осадочных пород вблизи осадочных бассейнов.
Железные руды бывают следующих типов: осадочные (окаймленные, алиты, сидериты, минеральных источников, слоистые) магматические, метаморфические, разрушенные, температурные, exelation, подводные, метаморфические, магматические и скарны. Важнейшими источниками железа в мире являются осадочные слоистые железные руды, мафичаские и ультрамафические слоистые породы и железосодержащие скарны. Почти 90% мирового железа добывается из слоистых осадочных железных руд. Тем не менее, около 1–2% из каждого потребленного в мире миллиарда тонн железа добывается из внутренних магматических пород и немного больше из железной руды.
Для первоначального определения и детальной разведки месторождений железных руд используют геофизические методы для нахождения полезных ископаемых и выбора подходящего места для разведки. На первом шаге, на этапе изысканий, или на последующих стадиях разведки для нахождения аномалий используют воздушные геофизические данные в местном и малом масштабе, собираемые на широкой области. Следующий этап – использование наземных геофизических методов на этапах предварительной, полу-детальной и детальной разведки. На этом этапе геофизическая информация используется для определения местоположения скрытых запасов, их форма, распространения и глубины залегания. Магнитометрическая съемка является методом геофизических изысканий, который используется для нахождения железа или магнитных железных руд, таких как магнетит, гематит и др.
Обработка железа включает дробление, промывку и сепарацию в тяжелых средах. Для магнетита возможно использовать магнитную сепарацию. Синтетический оксид железа производится различными способами, в том числе прямой распад температурных осадков, анилиновый процесс или паровой синтез.
Железная руда является основным сырьем для сталелитейной промышленности. Железо – самый используемый металл. 95% от всех произведенных в мире запасов металла приходится на железо, которое является основой современной цивилизации. Это происходит по причине широкой распространенности, удобства, низкой стоимости и высокой прочности железа.
Железо используется при строительстве различных легких и тяжелых машин, судов, железных дорог, мостов, плотин, строительстве зданий, военной техники, бытовых приборов и заводов. 99% потребления железной руды приходится на черную металлургию. Помимо этого незначительное количество железной руды используется в бетоне, при производстве цемента, в глине для буровых растворов, в качестве тяжелого соединения при промывке каменного угля, а также в качестве красителя.
На металлургических заводах железную руду смешивают и расплавляют с коксом и известняком. Известняк понижает температуру плавления железной руды, а кокс и кислород из руды образуют углекислый газ. Расплавленное железо, содержащее 3–4% углерода, используется для различных целей.
99% потребления железа приходится на черную металлургию. Сталь – самый известный сплав железа, содержащий большую часть его форм.
По данным Геологической службы Великобритании (BGS) производство железной руды в Иране увеличилось с 12208437 тонн в 2000 году до 34500000 тонн в 2010 году. Наибольший рост производства наблюдался в 2008 и 2009 году, а наименьший – в 2000 году. Выплавка чугуна в Иране увеличилось с 6679088 тонн в 2000 году до 10532000 тонн в 2010 году. Наибольший рост производства наблюдался в 2009 году, а наименьший – в 2000 году. Выплавка нерафинированной стали в Иране увеличилось с 6614519 тонн в 2000 году до 11995000 тонн в 2010 году. Наибольший рост производства наблюдался в 2010 году, а наименьший – в 2000 году.